ARMv9指令集加持，Cortex-X2/A710/A510詳解！還有四款全新Mali GPU

今年3月底，Arm發(fā)布了全新的64位指令集ARMv9，號稱10年來最重要的創(chuàng)新，IPC性能提升多達(dá)30%。5月25日晚間，Arm正式發(fā)布了最新一代的基于ARMv9指令集的處理器IP：超大核心Cortex-X2、高性能大核心Cortex-A710，高能效小核心Cortex-A510，分別取代現(xiàn)在的X1、A78、A55。這三款處理器IP均配備了三級緩存和叢簇共享單元DSU-110。

同時，Arm還發(fā)布了全新的Mali GPU IP——Mali G710/G510/G310，以及可以與 Arm CPU、GPU 和 NPU IP 無縫配合工作，使整個 SoC 解決方案的系統(tǒng)增強(qiáng)成為可能的互連網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)IP CI-700和芯片網(wǎng)絡(luò)IP NI-700。至此，Arm新的全面計(jì)算解決方案正式推出。

全新ARMv9指令集加持，Arm新一代Cortex CPU解析

Arm表示，自2020年啟動了Cortex-X 自定義 （CXC） 計(jì)劃以來，使定制和分化超越了Arm Cortex 產(chǎn)品的傳統(tǒng)路線圖，為合作伙伴提供了一種提供特定使用案例所需的最終性能的方法。而作為 CXC 計(jì)劃的一部分，新一代Arm Cortex-X2 CPU則專為最終極的性能需求而設(shè)計(jì)，旨在最大限度地提高單線程和"突發(fā)"工作負(fù)載的性能，使其成為了目前性能最出色的基于ArmV9指令集的CPU。

Cortex-A710則是Arm的第一代基于Armv9指令集的大核CPU，它提供了性能和效率的最佳平衡。而Cortex-A510 CPU則專注于輕量級工作負(fù)載，效率是放在第一的，其將是應(yīng)用極為廣泛的Cortex-A55 CPU的繼任者。

特別需要指出的是，Cortex-X2和Cortex-A710及Cortex-A510都可以集成在一顆SoC當(dāng)中，但是，Cortex-X2和Cortex-A510都是純64位的，不再兼容32位，而Cortex-A710則將繼續(xù)支持OL0 AArch32。據(jù)了解，這是應(yīng)中國客戶要求特殊設(shè)計(jì)的，因?yàn)橹袊袌鲞€有太多應(yīng)用停留在32位。

所有這些 CPU 都可以通過全新的 DynamIQ 共享單元DSU-110 以不同的 CPU 集群配置結(jié)合在一起。這種可配置集群方法的多功能性滿足了從高級智能手機(jī)和筆記本電腦到 DTV 和可穿戴設(shè)備等各種市場需求。這是Arm新的計(jì)算解決方案的支柱，該解決方案在多個消費(fèi)設(shè)備市場和使用案例中提供不同級別的性能、效率和可擴(kuò)展性的最新 Armv9 功能。

Arm高級副總裁兼終端設(shè)備事業(yè)部總經(jīng)理 Paul Williamson 表示：“我們正致力于將 Armv9 技術(shù)引入到各個領(lǐng)域，以系統(tǒng)級設(shè)計(jì)最大程度地提高性能。安全和專用的處理能力，意味著基于 Arm架構(gòu)的計(jì)算技術(shù)也將在智能手機(jī)以外的市場上獲得領(lǐng)導(dǎo)地位，借助移動生態(tài)系統(tǒng)帶來的巨大規(guī)模優(yōu)勢，在筆記本電腦、臺式機(jī)、云等應(yīng)用領(lǐng)域打造領(lǐng)先的解決方案。”

超大核心Cortex-X2

作為Arm最新的旗艦級的ARMv9指令集的CPU IP，Cortex-X2僅支持AArch64 64位指令而不再兼容32位，擁有全新層級的性能。

在前端方面，分支預(yù)測與預(yù)取單元解耦分離，從而可以在內(nèi)核之前提前運(yùn)行，從而減少預(yù)測錯誤，同時改進(jìn)了分支預(yù)測精度，提升了大型指令負(fù)載的性能。

核心方面，流水線長度從11個指令周期減少到10個，其中分派階段從2個周期減少到1個，這可是個非常大的變動。同時，亂序執(zhí)行窗口增大了最多30％，244條增至最多288條，再加上指令壓縮和綁定，實(shí)際還可以保存更多。FP/ASIMD流水線現(xiàn)在支持SVE2，矢量長度為128b，可以使得機(jī)器學(xué)習(xí)性能提升2倍以上。

后端方面，載入存儲窗口和結(jié)構(gòu)增大了33%，可以提升內(nèi)存級并行度，一級緩存d-TLB也增大了20%，另外增強(qiáng)了數(shù)據(jù)預(yù)取能力。

性能方面，ARM宣稱Cortex-X2相比于Cortex-X1整數(shù)性能提升16%，機(jī)器學(xué)習(xí)性能則是其兩倍。不過需要指出的是，Cortex-X2的三級緩存容量為8MB，比Cortex-X1增大了一倍。

此外，在能效方面Cortex-X2也是大幅優(yōu)于Cortex-X1。

Arm表示，Cortex-X2 代表其性能表現(xiàn)最優(yōu)的 Armv9 CPU，可跨高端智能手機(jī)和筆記本電腦。當(dāng)結(jié)合最新的制程節(jié)點(diǎn)和適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)配置時，相比當(dāng)今最好的 Android 旗艦智能手機(jī)，基于Cortex-X2的旗艦智能手機(jī)能夠提供 30%的單線程性能改進(jìn)。如果Cortex-X2被應(yīng)用到筆記本電腦上，將能夠提供比2020年主流筆記本電腦設(shè)備高出40%的單線程性能改進(jìn)。

另外，通過 DSU-110 的擴(kuò)展性能，單個 DSU 集群中可支持多達(dá) 8 個Cortex-X2 內(nèi)核，并支持高達(dá) 16MB 的 L3 緩存。這意味著合作伙伴可以根據(jù)不同的市場需求調(diào)整 CPU 配置。

高性能大核心Cortex-A710

作為注重于性能和能耗平衡的高性能大核心，Cortex-A710基于ArmV9指令集，采用了新的微體系結(jié)構(gòu)，通過提升單位面積能效的方式提高了性能。

在前端和X2一樣改進(jìn)了分支預(yù)測，精度更高，關(guān)鍵分支預(yù)測能力倍增。一級指令緩存TLB也從32條增至48條，不過macro-OP緩存仍然是1.5K(X2則是3K)。

相比Cortex-A78，Cortex-A710分支單元的寬度從6縮減到了5，提升了能效。在調(diào)度方面刪除了一個管道階段，現(xiàn)在10周期的管道，提升了調(diào)度的效率。

在核心設(shè)計(jì)上，Cortex-710也有針對性的提升了預(yù)取增強(qiáng)功能，包括采用新一代的數(shù)據(jù)預(yù)取器，提高了覆蓋率和準(zhǔn)確性，并且優(yōu)化了核心與DSU的聯(lián)系，核心與三級緩存、內(nèi)存之間的延遲更低。Cortex-710擁有4MB二級緩存和8MB三級緩存。

△Cortex-A710：DVFS視圖示例，可大規(guī)模提高持續(xù)用例的效率

據(jù)介紹，而Cortex-A710 在與上一代Cortex-A78 CPU （ISO 工藝） 的相同功率下，性能提升了10%，而在相同的性能下，能效則提升了30%。通過這些性能提升，用戶在智能手機(jī)（如AAA 游戲）上運(yùn)行要求苛刻的應(yīng)用程序時，增強(qiáng)了體驗(yàn)。同時還可延長所有移動設(shè)備的電池續(xù)航時間，并減少運(yùn)行應(yīng)用程序時的發(fā)熱情況。

Arm表示，在大核CPU的設(shè)計(jì)中，需要平衡性能、功率和面積 （PPA）。新的 Cortex-A700 系列 CPU 是針對苛刻的工作負(fù)載確定持續(xù)性能的優(yōu)先級，同時最大限度地延長電池續(xù)航時間。Cortex-A710 將我們的性能和能效提升到新的水平，在多種形式因素之間提供不折不扣的可擴(kuò)展性和性能。這意味著Cortex-A710可以瞄準(zhǔn)廣泛的消費(fèi)類設(shè)備，從高級智能手機(jī)和筆記本電腦到智能家居設(shè)備和智能電視。

高能效小核心Cortex-A510

Cortex-A510繼續(xù)使用3寬度的順序執(zhí)行架構(gòu)，但也借鑒了X系列在分支預(yù)測、數(shù)據(jù)預(yù)取方面的一些技術(shù)，繼續(xù)提升能效。

Cortex-A510還引入了合并核心(merged-core)的新設(shè)計(jì)，可以使得兩個核心可以組合成一個復(fù)合體，每個簇可以有多個復(fù)合體，并且二級緩存、二級TLB和向量數(shù)據(jù)路徑在復(fù)雜系統(tǒng)中可共享，這提高了單位面積效率，配置的可擴(kuò)展性大大提升。

需要指出的是，Cortex-A510每個核心則有自己完整的前端、核心、整數(shù)后端、一級緩存，只是共享了二級緩存(最大512KB)、FP/NEON/SVE流水線。

如果客戶喜歡，也可以繼續(xù)使用獨(dú)立核心，但是面積效率會低一些。

前端設(shè)計(jì)方面，Cortex-A510具備128位預(yù)取流水線，每個時鐘周期可以拾取4條指令，解碼器寬度從2增加到3。

分支預(yù)測沒有透露細(xì)節(jié)，只是說頂級的多級設(shè)計(jì)，另外一級緩存可以32KB或者64KB。

核心方面，可以設(shè)置2個64位流水線或者2個128位流水線，后者是Cortex-A55的兩倍。

盡管是順序架構(gòu)，Cortex-A510后端依然加寬包括3個整數(shù)ALU單元、一個復(fù)雜MAC/DIV單元、一個分支派送端口。

在載入存儲方面，Cortex-A510相比Cortex-A55有了極大的改進(jìn)，從載入存儲流水線，變成了2個載入＋1存儲流水線，每時鐘周期可執(zhí)行的載入數(shù)量翻了一番，另外流水線寬度也從64位提升到了到2×128位，使得總的載入帶寬達(dá)到了Cortex-A55的四倍。

Cortex-A510還配備了32KB一級緩存、256KB二級緩存、8MB三級緩存，對比Cortex-A55的32KB一級緩存、128KB二級緩存、4MB三級緩存有了大幅的提升。具體到性能方面，Arm公布的數(shù)據(jù)顯示，Cortex-A510相比Cortex-A55提升幅達(dá)到了35-62%。

Arm表示，Cortex-A510是其四年來首款高效小核心，核心性能比Cortex-A55提升了超過35%，機(jī)器學(xué)習(xí)性能提升超過3倍。這種性能已經(jīng)接近幾年前的上一代大核CPU，這意味著在切換到大核CPU 之前，更多的工作量可以通過小核CPU來完成，在更大的內(nèi)核上運(yùn)行所需的計(jì)算工作量更少，使得整體的續(xù)航可以進(jìn)一步提升。

另外，作為高效小核心，Cortex-A510在能效上相比Cortex-A55也有了20%的提升，這將使得設(shè)備續(xù)航能力進(jìn)一步提高。而這也得益于Cortex-A510支持將兩個Cortex-A510組合為一個復(fù)合體，每個 CPU 集群可以包含多個復(fù)合體。其結(jié)果是在更高的性能點(diǎn)，提高單位面積效率。合并的核心微結(jié)構(gòu)還為不同消費(fèi)設(shè)備的可擴(kuò)展性提供了廣泛的配置范圍。

Arm稱，Cortex-A510將成為智能手機(jī)、家用和可穿戴設(shè)備的理想之選。

共享單元DSU-110

眾所周知，在之前的Arm的CPU集群當(dāng)中，大小核的搭配主要是基于DynamIQ的big-LITTLE架構(gòu)，而Arm針對基于ARMv9指令集的DynamIQ CPU 集群，引入了新的共享單元DSU-110。它將支持將不同的ARMv9 CPU 結(jié)合到不同的集群配置中，這些配置可解決不同 PPA 節(jié)點(diǎn)的不同細(xì)分市場需求。

正如前面提到的，最大的 CPU集群可配置8個Cortex-X2：但是，針對不同的市場需求，有一系列不同的 CPU 集群配置。例如，4個Cortex-X2 和4個Cortex-A710 的高性能 CPU 配置，可針對高級筆記本電腦設(shè)備。一個Cortex-X2＋3個Cortex-A710＋4個Cortex-A510，可以支持高端智能手機(jī)。當(dāng)然，還有更多的其他的組合。

而引入的共享單元DSU-110 的微結(jié)構(gòu)可大幅提高帶寬（高達(dá) 5 倍）、改進(jìn)多處理器性能以及應(yīng)對所有設(shè)備市場的可擴(kuò)展性，并降低功耗。DSU-110 的更高頻率功能帶來了帶寬、延遲和功率改進(jìn)的組合，可圍繞不同的要求進(jìn)行調(diào)整。例如，這可以使帶寬更高、延遲更低或在現(xiàn)有頻率下降低功耗。多處理器性能改進(jìn)得益于更大的 L3 緩存（高達(dá) 16MB）和最多 8 個 Cortex-X2 內(nèi)核的支持。

在續(xù)航方面，DSU-110 可減少 CPU 集群的電源泄露，以改善設(shè)備上的“使用天數(shù)”。即配置為更高的帶寬，可使得其比上一代的功耗更低。此外，當(dāng) DSU-110 部分?jǐn)嚯姇r，低強(qiáng)度工作負(fù)載仍然可以運(yùn)行，這是“熄屏工作”場景下的理想選擇。DSU-110 還通過新的集成電源策略單元 （PPU） 和多種節(jié)電模式帶來了先進(jìn)的電源管理功能。

機(jī)器學(xué)習(xí)性能大幅提升

隨著 ML （機(jī)器學(xué)習(xí)）性能成為所有消費(fèi)設(shè)備的要求，Arm 的Cortex-CPU 越來越多地用于 ML 計(jì)算。這主要是因?yàn)樗鼈兤毡榇嬖谇乙子诰幊獭６诖饲癉ynamIQ CPU 推出之時，Arm就特別強(qiáng)化了ML的能力。

而對于全新的ARMv9 CPU，Arm則引入新的功能，如支持 BFloat16 格式、Int8 和 BF16 和 SVE2 的矩陣乘數(shù)指令。這些使較新的使用案例在性能上得到改善。例如，由于新的馬特穆爾指令支持，Cortex-X2的ML性能將比Cortex-X1提高了一倍。與Cortex-A78相比，Cortex-A710也是如此。而與Cortex-A55相比，Cortex-A510的ML性能則達(dá)到其3倍。

安全性

隨著越來越多的消費(fèi)設(shè)備以更先進(jìn)的計(jì)算能力進(jìn)入市場，并因此產(chǎn)生也產(chǎn)生了很多針對這些設(shè)備的攻擊，安全威脅變得越來越復(fù)雜和普遍。與此同時，通過這些始終連接的設(shè)備獲得的個人內(nèi)容和數(shù)據(jù)的數(shù)量和價(jià)值也在不斷增加。因此，Arm認(rèn)為必須提供可信賴且易于部署的安全功能，使合作伙伴能夠構(gòu)建更安全的 SoC，從而為最終用戶提供安全可靠的數(shù)字體驗(yàn)。

作為全面計(jì)算解決方案的一部分，Arm正在提高安全性標(biāo)準(zhǔn)。在 Armv9 架構(gòu)中，Arm構(gòu)建了一系列新的和現(xiàn)有的安全功能，以改善所有消費(fèi)細(xì)分市場的安全性。這意味著Arm的合作伙伴可以從軟件投資到安全措施實(shí)現(xiàn)更好的價(jià)值，從而找到更標(biāo)準(zhǔn)化和可擴(kuò)展的安全解決方案，從而應(yīng)對多種安全挑戰(zhàn)。

Arm引入的Secure-EL2 為受信任的服務(wù)提供了標(biāo)準(zhǔn)的安全隔離機(jī)制，并使維護(hù)設(shè)備安全性的方法更加簡單。內(nèi)存標(biāo)記擴(kuò)展 （MTE）可檢測和防止整個生態(tài)系統(tǒng)中的記憶安全漏洞，為一系列 Arm 合作伙伴提供性能和上市時間優(yōu)勢。包括從解決 SoC 中錯誤問題的硅供應(yīng)商，到使用 MTE 設(shè)備查找自己的緩存溢出和代碼堆損壞的 OSV 和應(yīng)用程序開發(fā)人員。Arm表示，其已經(jīng)與谷歌合作，在Android上采用MTE后，其項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)表示，70%的嚴(yán)重安全漏洞是內(nèi)存安全問題。

Arm還通過兩個新的內(nèi)置功能——指針身份驗(yàn)證 （PAC） 和分支目標(biāo)標(biāo)識符 （BTI） 來解決控制流完整性問題。這兩個硬件機(jī)制能夠有力地防止返回導(dǎo)向編程 （ROP） 和跳向編程 （JOP） 攻擊。根據(jù)Arm對啟用這兩個功能的研究，Glibc 中攻擊者可用的小工具數(shù)量減少了約 98%，而代碼大小僅增加了 2% 左右。

Arm還通過在 NEON 和 SVE2 空間中添加加密指令進(jìn)一步擴(kuò)展了現(xiàn)有的安全支持。這加速了與各種消費(fèi)設(shè)備相關(guān)的加密算法。最后， Armv9 CPU 支持使用微型架構(gòu)內(nèi)置防御的投機(jī)障礙，可以減輕側(cè)通道攻擊。

Arm全新GPU IP：Mali-G710/510/310

除了全新的ARMv9 CPU IP之外，Arm此次還推出了全新的Mali-G710 、Mali-G510和Mali-310 GPU。

據(jù)介紹，在過去的一年里，Arm的合作伙伴已經(jīng)出貨了超過 10 億顆Mali GPU。這也是Arm連續(xù)第五年實(shí)現(xiàn)這一里程碑。現(xiàn)在，Arm推出全新一代的Mali GPU系列IP，希望能夠繼續(xù)引領(lǐng)移動GPU市場。

Mali-G710

Arm表示，Mali-G710 GPU是Arm有史以來性能最強(qiáng)的GPU，主要面向希望獲得更好、更長時間的娛樂體驗(yàn)高端智能手機(jī)，可提供強(qiáng)大的圖形計(jì)算密集型體驗(yàn)，如AAA級高保真度游戲。

與上一代Arm Mali-G78 （ISO 工藝） 相比，Mali-G710 在性能上提升了20%、能效提升了20% 和機(jī)器學(xué)習(xí) （ML）性能提升了35%。 

而手機(jī)游戲市場正是Mali-G710 GPU的一大焦點(diǎn)。游戲市場情報(bào)機(jī)構(gòu)Neozoo估計(jì)手機(jī)游戲收入達(dá)到767億美元。這比2019年增長了12%，目前超過了PC和主機(jī)游戲收入。移動游戲體驗(yàn)也變得越來越復(fù)雜，更多的高級 AAA 級游戲體驗(yàn)將進(jìn)入移動端。智能手機(jī)需要匹配更大的游戲復(fù)雜性，通過以下增強(qiáng)功能實(shí)現(xiàn)這些體驗(yàn)：

• 更好的光線效果

• 更復(fù)雜的幾何形狀、陰影、紋理和粒子效果

• 高級后處理效果

• 更高的刷新率，以獲得更流暢的游戲體驗(yàn)。

基于此，Arm Mali-G710 帶來了一系列新的"改變游戲規(guī)則"功能和技術(shù)，滿足了高端智能手機(jī)設(shè)備對游戲增強(qiáng)的需求。這些新功能還能夠提升性能、能效和 ML。

首先，Mali-G710 引入了新的命令流前端 （CSF） 是一個重大變化。CSF 使Mali GPU 符合現(xiàn)代 API（如 Vulkan）的要求以及未來的移動游戲內(nèi)容趨勢。CSF 的最大好處之一是它減少了 CPU 必須執(zhí)行的工作量。這反過來又降低了需要提供給 CPU 的電力預(yù)算，使 GPU 能夠執(zhí)行更多任務(wù)。

其次，Arm還為Mali-G710帶來了經(jīng)過大量重新設(shè)計(jì)的著色器核心，以增加性能密度。同時Mali-G710擁有可配置的內(nèi)核數(shù)量，從 7 個核心擴(kuò)展到了多達(dá) 16 個核心，雖然這比Mali-G78 的可支持的內(nèi)核數(shù)量（24 個核心）要少，但是Mali-G710核心更大，性能更出色，更節(jié)能。

具體來看，Arm在Mali-G710的每個著色器內(nèi)核中添加了第二個執(zhí)行引擎，使每個內(nèi)核的計(jì)算能力翻倍，并更有效地利用共享資源。可使整個（ISO 流程）節(jié)能 20%。這有助于在高級 GPU 中提供 Arm 有史以來最高的能效，從而延長目標(biāo)設(shè)備的電池續(xù)航時間。對最終用戶，這意味著他們可以“做更多”和“玩更多”。

除了在執(zhí)行引擎和著色器核心上進(jìn)行大量工作外，Aalim還重新設(shè)計(jì)了紋理單元。與上一代相比，Mali-G710的紋理性能翻了一番。但是，性能翻倍不會花費(fèi)兩倍于該區(qū)域的費(fèi)用。這也意味著Mali-710的圖形性能增加了一倍，而芯片面積只增加了50%，這意味著性能密度顯著提高。增強(qiáng)的紋理功能尤其適用于復(fù)雜的游戲場景。

與每一個高級 GPU 一樣，Arm也為Mali-G710帶來了更多的 ML 提升（35%）。因?yàn)?GPU 現(xiàn)在用于各種不同的 ML 相關(guān)任務(wù)，特別是圖像增強(qiáng)和再培訓(xùn)。這為智能手機(jī)設(shè)備帶來了先進(jìn)的用戶體驗(yàn)，如新的攝像頭和視頻模式，以及安全增強(qiáng)功能。

Mali-G610

Mali-G610繼承了Mali-G710的所有特性，如新的CSF，但它的可配置著色器內(nèi)核（1-6）較少。這也為價(jià)格較低的次旗艦智能手機(jī)帶來了近乎旗艦級的性能，有助于將高級使用案例（如高性能 AAA 游戲）帶給更廣泛的開發(fā)人員和消費(fèi)者。許可 Mali-G710 的合作伙伴可以重復(fù)使用該IP，以快速將最新的 GPU 功能帶給次旗艦級細(xì)分市場的更多受眾。

Mali-G510和Mali-G310

Mali-G510 GPU代表了性能和效率的完美平衡，主要面向中端智能手機(jī)、高級 DTV、機(jī)頂盒 （STB）和 Chromebook。

最后，Mali-G310則是Arm最高效的GPU，與上一代Mali-G31 GPU相比，性能有了巨大的提升。Mali-G310也是Arm有史以來首款基于Valhall架構(gòu)的高效 GPU，主要面向入門級智能手機(jī)、入門和中端 DTV 和 STB、智能手表以及AR 和 VR可穿戴設(shè)備。

與上一代 GPU 相比，Mali-G510 和 Mali-G310 帶來了顯著的性能提升，同時提供可減少帶寬的功能，從而進(jìn)一步提升性能和降低功耗。

具體來看，與上一代Arm Mali-G57相比，Mali-G510實(shí)現(xiàn)了性能和效率的完美平衡，性能提升了100%、電池續(xù)航時間提升了22% 和 ML性能提升了100%。

同時，與上一代 Mali-G31 相比，Mali-G310紋理性能達(dá)到了其6倍、Vulkan 性能達(dá)到了其4.5倍、 Android UI 內(nèi)容性能則達(dá)到了其2倍。這些巨大的改進(jìn)是由于Mali-G310是有史以來第一個基于Valhall架構(gòu)的高效 GPU。它還受益于Arm過去三代 GPU 的微觀結(jié)構(gòu)變化。從本質(zhì)上講，Mali-G310 旨在以最小的區(qū)域成本提供最高的性能。

綜合來看，Mali-G510 和Mali-G310 的顯著性能提升，得益于 GPU 采用了Mali-G710 的一些特性和增強(qiáng)功能，然后針對不同的性能、功率和區(qū)域 （PPA） 需求來進(jìn)行優(yōu)化。

比如，與Mali-G710最大的區(qū)別是著色器內(nèi)核的數(shù)量，Mali-G510有2-6個可配置的著色器內(nèi)核，Mali-G310則有一個。但是，后兩者都繼承了 CSF、重新設(shè)計(jì)和附加執(zhí)行引擎以及Mali-G710 重新設(shè)計(jì)的紋理單元。

此外，Mali-G510 和Mali-G310 還支持了其他功能，以滿足廣泛的設(shè)備。例如，Mali-G510 提供更好的 HDR 支持、Arm Frame Buffer Compression (AFBC) 未壓縮緩沖器和用于減少帶寬的新的Arm Fixed Rate Compression (AFRC)。同樣，Mali-G310 也可提供更好的 HDR 支持和 AFBC 未壓縮緩沖區(qū)格式。AFRC 是Mali-G310 的可選功能，同時還可提供用于 AR 和 VR 提升的 foved 渲染（Mali-G57 的一個功能）。

值得一提的是，Arm將視覺上無損的固定費(fèi)率壓縮（AFRC）引入，可提供出色的視覺質(zhì)量，具有高固定壓縮率。在此之前，Arm主要是采用AFBC來提供無損壓縮，但是要無損，則無法保證內(nèi)存帶寬的減少。而新的 AFRC 技術(shù)保證了帶寬和內(nèi)存占用量的減少，具體取決于壓縮水平和內(nèi)容類型，最低區(qū)域成本。這轉(zhuǎn)化為性能提升和節(jié)能，因?yàn)橄?DRAM 讀取和編寫的數(shù)據(jù)較少。僅使用 AFRC就使帶寬減少 60%，同時使峰值性能增加 80%。這反過來又降低了內(nèi)存子系統(tǒng)和 DRAM 的成本，從而降低了 SoC 本身的成本。

上述功能允許每個 GPU 具有不同的配置選項(xiàng)，以解決特定設(shè)備以及不同的性能和效率需求。這也意味著兩個 GPU 的可擴(kuò)展性更高。Mali-G510有10種配置選項(xiàng)，而Mali-G310則有5種配置選項(xiàng)。事實(shí)上，Mali-G510 的產(chǎn)品配置和粒度是馬里 GPU 有史以來最高的。每個配置可解決不同的區(qū)域和性能點(diǎn)，以及不同的計(jì)算和處理需求。

Arm表示，2021 年將為所有細(xì)分市場引入新的GPU。該套 GPU 涵蓋廣泛的消費(fèi)設(shè)備、廣泛的娛樂和生產(chǎn)力體驗(yàn)，具有針對不同性能和效率需求的靈活性和可擴(kuò)展性。Mali-G710 繼續(xù)推動高級性能，使移動游戲終端的 AAA 游戲體驗(yàn)更加普及，而Mali-G510 和 Mali-G310則可幫助客戶在各種低成本消費(fèi)設(shè)備上提供更先進(jìn)的用戶體驗(yàn)和圖形。我們相信，這種廣度的 GPU 能力和無與倫比的靈活性將繼續(xù)保持Mali GPU作為世界第一移動圖形處理器的市場領(lǐng)先地位。

CoreLink CI-700/NI-700

Arm此次還針對全新CPU/GPU IP，推出了最新的互連網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)IP CoreLink CI-700和芯片網(wǎng)絡(luò)IP CoreLink NI-700，他們可以與 Arm CPU、GPU 和 NPU IP 無縫配合工作，使整個 SoC 解決方案的系統(tǒng)增強(qiáng)成為可能。CoreLink CI-700 和NI-700 為新的 Armv9-A 功能（如內(nèi)存標(biāo)記擴(kuò)展 （MTE） 帶來了硬件級別支持，并支持增強(qiáng)安全性、改進(jìn)帶寬和延遲。

具體來看，CoreLink CI-700是一種可配置的連貫互連，與 ARMv9處理器和最新的 Arm 技術(shù)一起設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)完全優(yōu)化的總計(jì)算解決方案。每個 CoreLink CI-700 可跨總計(jì)算解決方案擴(kuò)展，用于高級、性能和效率層。這些解決方案提供不同級別的性能、效率和可擴(kuò)展性，可在多個消費(fèi)設(shè)備市場提供專業(yè)計(jì)算。CoreLink CI-700 的可擴(kuò)展性意味著它可以支持低功耗互連實(shí)現(xiàn)，從 1GHz 一直到 5nm制程高達(dá) 2GHz 的高性能實(shí)現(xiàn)。

CoreLink NI-700 是一種靈活的分組網(wǎng)絡(luò)片上互連，用于高帶寬加速器（如 GPU 和 NPU）以及 SoC 其余連接。分包可使布線減少 30%，從而簡化物理設(shè)計(jì)。芯片網(wǎng)絡(luò) （NoC） 互連還采用最新的 Arm 架構(gòu)功能和 AMBA 接口標(biāo)準(zhǔn)。這可提高性能、可靠性和虛擬化。此外，先進(jìn)的模布支持能夠更快地設(shè)計(jì)、配置和實(shí)施復(fù)雜的 SoC，從而改善系統(tǒng)性能，減少路由擁塞和區(qū)域。

合作伙伴證言

King CTO Steve Collins：“Arm新的全面計(jì)算解決方案使得處理器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)向前邁出的一大步。這種全面計(jì)算方案將帶來性能、功率效率和我們玩家將重視的一系列功能。我們期待利用新的 IP 為我們世界各地的玩家提供更豐富的游戲體驗(yàn)，提供更高的保真度圖形和游戲性能，幫助 King 讓世界更加俏皮。

聯(lián)發(fā)科CTO Dr. Kevin Jou：“移動設(shè)備，比如智能手機(jī)、平板電腦、電子書，已經(jīng)改變了我們的社交、工作和學(xué)習(xí)的方式。Arm 的全面計(jì)算解決方案為移動領(lǐng)域帶來了令人興奮的新進(jìn)展，提高了計(jì)算性能，提高了系統(tǒng)效率，并為未來的設(shè)備提供了更強(qiáng)的安全性。我們期待繼續(xù)與 Arm 合作，提高下一代用戶在娛樂、教育和生產(chǎn)力方面的體驗(yàn)。”

三星電子CTO Dr. Kevin Jou：“智能設(shè)備已成為我們生活的數(shù)字?jǐn)U展，而這需要依賴于性能、效率和安全性。憑借 Arm 基于其最新的 Armv9 架構(gòu)和增強(qiáng)的領(lǐng)先合作伙伴關(guān)系的全面計(jì)算解決方案，三星的系統(tǒng) LSI 業(yè)務(wù)和 Arm 將為下一代移動平臺開辟新的可能性，我們對此感到興奮，這將通過我們未來的技術(shù)為用戶體驗(yàn)帶來變革。”

Unity vice president of Platforms, Scott Flynn：“我們很高興能支持 Arm新的全面計(jì)算解決方案。這種新解決方案是向前邁出的一大步，為基于 Arm 的設(shè)備提供更好的性能創(chuàng)造了基礎(chǔ)。我們的軟件和基礎(chǔ)硬件之間的緊密聯(lián)系將幫助 Unity 創(chuàng)作者進(jìn)一步推動他們的游戲和應(yīng)用程序，帶來更多身臨其境和令人驚嘆的體驗(yàn)。”

Zoom Head of Hardware Partnership, Eric Yu：“過去一年，我們推動了技術(shù)解決方案，改變了人們的互動方式。我們現(xiàn)在要求在平臺一級更加需要安全和情報(bào)。基于 Armv9 的全計(jì)算解決方案具有增強(qiáng)的安全功能和更高的性能，將為使用 Arm 技術(shù)的下一代智能手機(jī)和筆記本電腦設(shè)備提供更無縫的沉浸式體驗(yàn)。”

編輯：芯智訊-浪客劍